Проводники в электростатическом поле

Проводники - тела, в которых электрический заряд может перемещаться по всему его объему.

Проводники делятся на две группы:

• проводники первого рода (металлы) - перенесение в них зарядов (свободных электронов) не сопровождается химическими превращениями;

• проводники второго рода (например, расплавленные соли, растворы кислот) - перенесение в них зарядов (положительных и отрицательных ионов) ведет к химическим изменениям.

Напряженность поля во всех точках внутри проводника, помещенного в электростатическое поле, равна нулю:

.

Рассмотрим проводники первого рода.

Заряды располагаются на поверхности проводника. Поверхностная плотность зарядов (заряд, приходящийся на единицу поверхности) зависит от формы проводника и различна в разных его точках.

Потенциал во всех точках внутри проводника постоянен:

,

т. е. поверхность проводника в электростатическом поле является эквипотенциальной.

Рис. 7.7

Рис. 7.7

На рис. 7.7 показаны линии напряженности (штриховые линии) и сечения эквипотенциальных поверхностей (сплошные линии) поля заряженного проводника.

Если во внешнее электростатическое поле внести нейтральный проводник, то свободные заряды (электроны, ионы) будут перемещаться: положительные - по полю, отрицательные - против поля (рис. 7.8, а). На одном конце проводника будет скапливаться избыток положительного заряда, на другом - избыток отрицательного. Эти заряды называются индуцированными. Процесс будет происходить до тех пор, пока напряженность ноля внутри проводника не станет равной нулю, а линии напряженности вне проводника - перпендикулярными его поверхности (рис. 7.8, б).

+

+

+

+

+

_

_

_

_

_

-

-

-

+

+

+

а)

Е = 0

б)

Рис. 7.8

+

+

+

+

+

_

_

_

_

_

-

-

-

+

+

+

а)

Е = 0

б)

Рис. 7.8